물체가 무회전하면 흔들리는 이유가 무엇인가요?

Question

흔히들 무회전 슛, 너클볼 이 두가지가 회전없이 나가는 공인데

받는 사람 입장에서 흔들리고 어디로 갈지 방향을 예측하기 어렵다고 하는데

회전하는 물체가 방향이 있는거고 무회전이면 오히려 일직선으로 가는게 맞는거 아닌가요?

물체와 공기의 어떤성질때문에 무회전 물체가 흔들려 보이는 건가요?

Answer 1

무회전 슛에서 흔들리는 효과를 카르만 효과라고 합니다.

회전하지 않는 공이 공기를 지나가게 되면 공의 뒤편에 소용돌이가 생깁니다.

이 소용돌이를 카르만 소용돌이라고하는데,

공과 같은 동그란 표면으로인해 유체가 불완전하게 분리되면서 발생하게 됩니다.

따라서 이 소용돌이에 의해 공 뒤의 공기가 무작위적으로 이동하게 되고, 그 순간의 기압 차이로 공이 진동하여 흔들리게 됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 과학전문가입니다.

무회전은 유체역학적으로 접근이 됩니다. 무회전의 경우 뒤쪽에 터플런스가 발생되면 기압이 낮아지게 됩니다. 이 기압차에 의해서 흔들리는 듯한 진동이 발생하는것입니다.

Answer 3

안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.

무회전 공은 기압이 높은 곳에서 낮은 곳으로 공기가 이동하기 때문에, 소용돌이 쪽으로 공기가 이동하게 되고, 공이 흔들리게 되는 것입니다

Answer 4

안녕하세요. 박준성 과학전문가입니다.

공이 회전을 하게 되면 표면 근처에 일정한 공기의 흐름이 생깁니다.

이러한 공기의 흐름은 우리가 보았을 때(관찰할 때) 일정한 궤적을 그리며 운동을 하죠.

이 궤적을 보고 미리 예측하여, 골키퍼나 포수는 해당 물체를 잡을수 있습니다.

만약, 공이 회전을 하지 않는다면, 표면 근처에 일정하지 않는 공기의 흐름이 생깁니다.

그래서 관찰할 때, 순간순간 변하는 공기의 흐름 때문에 궤적이 일정하지 않는 운동을 합니다.

결국은 골키퍼나 포수는 궤적을 예측할 수 없게 되는 것입니다.